蛍石型酸化物のプロトン伝導性決定因子の解明と高速プロトン伝導性の実現

• 研究課題/領域番号: 25K17831
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 山口 拓哉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00896706)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2026年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2025年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: プロトン伝導 / 燃料電池 / セラミックス

研究開始時の研究の概要

電解質にプロトン伝導体を用いた燃料電池 (作動温度：400~600℃) は、高効率かつ低コストな次世代燃料電池として期待されているが、現段階ではそれを実現するための電解質材料が存在しない。La2O3-Nb2O5系の欠陥蛍石型酸化物は非ペロブスカイト型酸化物の中では最高クラスのプロトン伝導度 (~1×10－3 Scm－1 @500℃) を有しており、プロトン伝導性をもう一桁向上することで電解質材料への応用が可能となる。本課題では、蛍石型酸化物の組成とプロトン伝導性との関係、およびその起源を明らかとした上で、得られた知見に基づきプロトン伝導性の向上に取り組む。